EP0383037A2 - Vorrichtung zum schwebenden Führen von Materialbahnen durch gegen die Materialbahn geblasene Luft - Google Patents
Vorrichtung zum schwebenden Führen von Materialbahnen durch gegen die Materialbahn geblasene Luft Download PDFInfo
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Definitions
- So-called air cushion nozzles which consist of a blow box with two oppositely arranged blow-out slots or rows of blow-out openings, from which air is blown out against the material web at an acute angle, have proven themselves in practice for floating guidance of material webs over decades.
- This blown-out air forms an air cushion between the blow-out slots, a plate arranged between the blow-out slots and the material web, which carries the material web.
- blow boxes are preferably arranged above and below the material web and offset from one another in the direction of the material web. With this arrangement, the material web is guided in a wave shape.
- Such a wavy guide is only formed when the web tension is limited and is one for reasons of preventing or preventing edge flutter Touch-safe guidance desired.
- the blow box In order to maintain stable management conditions in the area of a blow box, the one-sided blowing air blowing out of the air cushion over a longitudinal edge and the outflow of blowing air from the air cushion open towards the web edges, which is responsible for the fluttering of the edges, must be prevented.
- the blow box In a known device (DE-PS 26 13 135), the blow box has therefore been designed asymmetrically, that is to say that the blow-out direction of the blow-out openings arranged on one edge is steeper than that of the blow-out openings on the other edge. With this asymmetrical design of the blow box, the outflow from the air cushion between the two longitudinal edges is always favored over the edge with the steeper blowing jets.
- the opposite blow-out openings are offset by half a pitch (distance between the blow-out openings).
- the blowing air hits the material web from the blow-out openings at a flat angle of about 30 o .
- the mutual spacing of the blow-out openings is selected taking into account the extent of the exiting blow jet so that the blow air jets emerging from opposite blow-out openings only touch the edge slightly, but essentially flow past one another. In this way, a defined outflow of the blown air over the longitudinal edges of the blow box is achieved without outflow in the longitudinal direction of the blow box, but no strong air cushions can form. Because of the flat angle with which the blowing jets hit the web, the heat transfer and thus the drying performance is low when the device is used for drying (US Pat. No. 3,837,551).
- the invention relates to a device for the floating guiding of material webs by air blown against the material web, consisting of several blow boxes arranged transversely to the running direction of the material web on one or both sides, in particular offset in the running direction, each in the
- the side facing the material web has two rows of opposing and half-pitched discharge openings with a blanket in between, the edges of which face away from the material web, each have a guiding surface merging into the ceiling, and the blowing directions of which are directed towards each component and one against the material web have against the blow-out in the other row component, the blowing air between the Blow-out openings flow out one row at a time.
- the invention has for its object to provide a device of this type, which has stronger air cushions and a higher heat transfer than the known generic device.
- the guide surface on the one hand include such acute angles with the blowing direction of each blow-out opening and on the other hand with the material web that the blown-out air is directed away from the guide surface and is directed so steeply against the material web that the material web Impinging air spreads in all directions like a source flow.
- the acute angle between the guide surface and the blowing direction should be 15 o, 45 o be up, in particular 30 °, whereas the acute angle between the guide surface and the material web 40 o to 80 o, preferably 60 o, should be.
- a rectangular cross section is favorable for the blow-out openings, in which the outer long side is delimited by a flank of the blow box and the inner long side by the guide surface.
- the distances between the discharge openings of a row should be 35% to 65%, in particular 50%, of the distances between the discharge openings of the two opposite rows of a blow box.
- the blow box can be constructed in a simple manner in that the guide surfaces are formed by the angled edges of an essentially flat trough ceiling which forms the ceiling and is inserted in a trough of the blow box which lies between the blow-out openings and has a trough bottom and with attached to the edges, through the blow-out openings and behind the trough bottom of the trough engaging tongues is attached to the trough bottom.
- the device for the suspended guiding of a material web through air consists of blow boxes 2, 3, 4 arranged below a material web 1 and blow boxes 5, 6 arranged above the material web 1. All blow boxes 2-6 have the same structure and are arranged transversely to the direction of travel of the material web 1, the lower blow boxes 2-4 being offset by half a pitch (distance of the symmetry planes of the blow boxes in the direction of the web of material) compared to the upper blow boxes 5.6.
- Each blow box 2 consists of a box base 7, two side walls 8, 9, the upper regions of which face the material web 1 and form inclined flanks 10, 11, and a trough 12 arranged between the flanks 10, 11 with a trough bottom 13
- Flanks 10, 11 are connected to the trough bottom 13 via webs 14, 15, in which blow-out openings 16-22 are formed as elongated, rectangular slots.
- an essentially flat trough ceiling 24 is inserted, the edges of which are angled towards the side facing away from the material web and form guide surfaces 25, 26.
- tongues 27, 28 which extend through the blow-out openings 16-22 and engage behind the trough bottom 13. In this way, the trough ceiling 24 with the guide surfaces 25, 26 is fixed in the trough 12.
- the blow-out openings 16-22 form a right angle with the adjacent flank 10, 11.
- the blowing direction B of each blow-out opening 16-22 runs parallel to the adjacent flank 10, 11 which acts as a guide surface and closes an acute one with the associated guide surface 25, 26 Angle a2 from 15 o to 45 o , in particular 30 o .
- the blowing direction B forms an angle a1 of 15 o to 45 o, especially from 30 o, a.
- each guide surface 25, 26 encloses an angle a3 of 45 ° to 80 ° , in particular 60 ° .
- blowing air emerging from the blow-out openings 16-22 hits the guide surfaces 25, 26, which deflect them in the direction of the material web 1, the width of the blowing jet being increased.
- the deflection is intensified by the air cushions, so that the blown air then hits the material web 1 essentially perpendicularly and spreads out on it in the manner of a source flow 30, as shown in FIG. 2 for blown air blown out for the blow-out opening 21.
- two main jet directions are formed perpendicular to the longitudinal axis of the blow box. Air cushions associated with each blow-out opening 16-22 are formed with sharply contoured edges 31 and outflow channels 32 lying between them.
- the material web 1 is supported on strong air cushions with a defined outflow of air from the air cushions and the source flow 30 causes a high heat transfer on the material web 1.
- the stable position of the material web 1 is no longer dependent on the wavy guide, so that thinner material webs can be safely guided with high tensile stress and a higher drying performance is achieved, which has a positive effect on the possible maximum material web speed.
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Abstract
Description
- Zum schwebenden Führen von Materialbahnen haben sich in der Praxis über Jahrzehnte sogenannte Luftkissendüsen bewährt, die aus einem Blaskasten mit zwei gegenüberliegend angeordneten Ausblasschlitzen oder Reihen von Ausblasöffnungen bestehen, aus denen Luft unter spitzem Winkel gegen die Materialbahn ausgeblasen wird. Diese ausgeblasene Luft bildet zwischen den Ausblasschlitzen, einer zwischen den Ausblasschlitzen angeordneten Platte und der Materialbahn ein Luftkissen, das die Materialbahn trägt. Vorzugsweise werden solche Blaskästen oberhalb und unterhalb der Materialbahn und gegeneinander in Materialbahnlaufrichtung versetzt angeordnet. Bei dieser Anordnung wird die Materialbahn wellenförmig geführt. Eine solche wellenförmige Führung bildet sich nur bei begrenzter Bahnspannung aus und ist wegen der Be- oder Verhinderung des Kantenflatterns, das heißt, aus Gründen einer berührungssicheren Führung erwünscht.
- Die Forderung nach berührungssicherem, flatterfreiem Führen der Materialbahn wird mit größer werdenden Bahnspannungen bei höheren Materialbahngeschwindigkeiten und dünneren Materialbahnen immer schwieriger. Kürzere Wellen infolge engerer Anordnung der Blaskästen führen dünnere Materialbahnen besser aber nicht mehr, wenn bei engerer Anordnung der Blaskästen das geringere Blasvolumen die Wellenhöhe kleiner werden läßt.
- Aus diesem Grunde ist man schon seit langem bemüht, bessere Lösungen zu suchen.
- Um stabile Führungsverhältnisse im Bereich eines Blaskastens zu erhalten, muß einerseits das einseitige Ausbrechen von Blasluft aus dem Luftkissen über einen Längsrand und andererseits das Abströmen von Blasluft aus dem zu den Bahnkanten hin offenen Luftkissen, das für das Kanntenflattern verantwortlich ist, verhindert werden. Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-PS 26 13 135) hat man deshalb den Blaskasten asymmetrisch ausgebildet, das heißt, daß die Ausblasrichtung der an einem Rand angeordneten Ausblasöffnungen steiler als diejenige der Ausblasöffnungen am anderen Rand ist. Bei dieser asymmetrischen Ausbildung des Blaskastens wird die Abströmung aus dem Luftkissen zwischen den beiden Längsrändern stets über den Rand mit den steiler angestellten Blasstrahlen begünstigt. Die Abströmung in Längsrichtung des Blaskastens mit der Neigung zum Flattern der Kanten wird verringert. Zusätzlich kann ein Abströmen aus dem Luftkissen in Längsrichtung durch über eine Perforation in einer zwischen den Ausblasöffnungen angeordneten Decke austretendes Blasmittel behindert werden.
- Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind die gegenüberliegenden Ausblasöffnungen gegeneinander um eine halbe Teilung (Abstand zwischen den Ausblasöffnungen) versetzt. Aus den Ausblasöffnungen trifft die Blasluft unter flachem Winkel von etwa 30o auf die Materialbahn. Der gegenseitige Abstand der Ausblasöffnungen ist unter Berücksichtigung der Ausdehnung des austretenden Blasstrahls so gewählt, daß die aus gegenüberliegenden Ausblasöffnungen austretenden Blasluftstrahlen sich nur geringfügig am Rand tangieren, im wesentlichen aber aneinander vorbeiströmen. Auf diese Art und Weise wird zwar eine definierte Abströmung der Blasluft über die Längsränder des Blaskastens ohne Abströmung in Längsrichtung des Blaskastens erreicht, doch können sich keine starken Luftpolster ausbilden. Wegen des flachen Winkels, mit dem die Blasstrahlen auf die Warenbahn auftreffen, ist im Falle der Verwendung der Vorrichtung zum Trocknen der Wärmeübergang und damit die Trocknungsleistung gering (US-PS 3,837,551).
- Ausgehend vom zuletzt behandelten Stand der Technik betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum schwebenden Führen von Materialbahnen durch gegen die Materialbahn geblasene Luft, bestehend aus mehreren quer zur Laufrichtung der Materialbahn auf einer oder beiden Seiten, insbesondere in Laufrichtung versetzt zueinander angeordneten Blaskästen, die jeweils in der der Materialbahn zugekehrten Seite zwei Reihen von gegenüberliegend und um eine halbe Teilung gegeneinander versetzten Ausblasöffnungen mit einer dazwischen liegenden Decke aufweisen, an deren der Materialbahn abgekehrten Rändern sich jeweils eine in die Decke übergehende Leitfläche anschließt und deren Blasrichtungen jeweils eine gegen die Materialbahn gerichtete Komponente und eine gegen die Ausblasöffnungen in der jeweils anderen Reihe gerichtete Komponente haben, wobei die Blasluft zwischen den Ausblasöffnungen jeweils einer Reihe abströmt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die stärkere Luftpolster und einen höheren Wärmeübergang als die bekannte gattungsgleiche Vorrichtung hat.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitfläche einerseits mit der Blasrichtung einer jeden Ausblasöffnung und andererseits mit der Materialbahn solche spitzen Winkel einschließen, daß die ausgeblasene Luft von der Leitfläche ab- und derart steil gegen die Materialbahn gelenkt wird, daß die auf die Materialbahn auftreffende Luft sich nach Art einer Quellströmung in alle Richtungen ausbreitet.
- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aufgrund der zunächst an der Leitfläche abgelenkten und dann weiter durch die Luftpolster steil gegen die Materialbahn gelenkten Blasluft starke Luftpolster, die eine große Berührungssicherheit gewährleisten. Die sich dabei einstellende Quellströmung sorgt für einen hohen Wärmeübergang. Gleichwohl kann das Blasmittel definiert nach allen Seiten, und zwar teilweise direkt über den benachbarten Rand und teilweise durch die verbleibenden Kanäle zwischen den Ausblasöffnungen der jeweils gegenüberliegenden Reihe über den anderen Rand abströmen. Das Blasmittel ist also nicht gezwungen, eine Hauptströmung in Längsrichtung des Düsenkastens zu den Materialbahnrändern hin mit der Folge zu bilden, daß es zu einem Kantenflattern kommt.
- Gute Ergebnisse bezüglich der berührungssicheren Führung der Materialbahn werden erreicht, wenn die Blasrichtung mit der Materialbahn einen spitzen Winkel zwischen 15o und 45o , insbesondere 30o , einschließt. Der spitze Winkel zwischen der Leitfläche und der Blasrichtung sollte 15o bis 45o, insbesondere 30o, betragen, während der spitze Winkel zwischen der Leitfläche und der Materialbahn 40o bis 80o, insbesondere 60o, betragen sollte.
- Für die Ausblasöffnungen ist ein rechteckiger Querschnitt günstig, bei dem die äußere Längsseite von einer Flanke des Blaskastens und die innere Längsseite von der Leitfläche begrenzt werden.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sollten die Abstände zwischen den Ausblasöffnungen einer Reihe 35 % bis 65 %, insbesondere 50 %, der Abstände zwischen den Ausblasöffnungen der beiden gegenüberliegenden Reihen eines Blaskastens betragen.
- Der Blaskasten läßt sich konstruktiv auf einfache Art und Weise dadurch verwirklichen, daß die Leitflächen von den abgewinkelten Rändern einer die Decke bildenden, im wesentlichen ebenen Muldendecke gebildet sind, die in einer zwischen den Ausblasöffnungen liegenden, einen Muldenboden aufweisende Mulde des Blaskastens eingesetzt ist und mit an den Rändern angesetzten, die Ausblasöffnungen durch- und den Muldenboden der Mulde hintergreifender Zungen an dem Muldenboden befestigt ist.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
- Fig. 1 eine Vorrichtung zum schwebenden Führen von Materialbahnen mittels Luft im Querschnitt und im Ausschnitt
und - Fig. 2 einen Blaskasten der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Aufsicht.
- Die Vorrichtung zum schwebenden Führen einer Materialbahn durch Luft besteht aus unterhalb einer Materialbahn 1 angeordneten Blaskästen 2,3,4 und oberhalb der Materialbahn 1 angeordneten Blaskästen 5,6. Sämtliche Blaskästen 2-6 haben den gleichen Aufbau und sind quer zur Laufrichtung der Materialbahn 1 angeordnet, wobei die unteren Blaskästen 2-4 gegenüber den oberen Blaskästen 5,6 um eine halbe Teilung (Abstand der Symmetrieebenen der Blaskästen in Materialbahnlaufrichtung) versetzt sind.
- Jeder Blaskasten 2 besteht aus einem Kastenboden 7, zwei Seitenwänden 8,9, deren der Materialbahn 1 zugekehrte obere Bereiche aufeinander zugerichtete schräge Flanken 10,11 bilden, und einer zwischen den Flanken 10,11 angeordnete Mulde 12 mit einem Muldenboden 13. Die Ränder der Flanken 10,11 sind mit dem Muldenboden 13 über Stege 14,15 verbunden, in denen als längliche, rechteckige Schlitze ausgebildete Ausblasöffnungen 16-22 ausgebildet sind. In der Mulde 12 und in der Ebene der Ränder der Flanken 10,11 ist eine im wesentlichen ebene Muldendecke 24 eingesetzt, deren Ränder zur materialbahnabgewandten Seite hin abgewinkelt sind und Leitflächen 25,26 bilden. An den Rändern der Leitflächen 25,26 sitzen Zungen 27,28, die die Ausblasöffnungen 16-22 durch- und den Muldenboden 13 hintergreifen. Auf diese Art und Weise ist die Muldendecke 24 mit den Leitflächen 25,26 in der Mulde 12 fixiert.
- Die Ausblasöffnungen 16-22 bilden mit der angrenzenden Flanke 10,11 einen rechten Winkel. Die Blasrichtung B einer jeden Ausblasöffnung 16-22 verläuft parallel zu der benachbarten, als Führungsfläche wirkenden Flanke 10,11 und schließt mit der zugehörigen Leitfläche 25,26 einen spitzen Winkel a2 von 15o bis 45o , insbesondere 30o , ein. Mit der Materialbahn 1 schließt die Blasrichtung B einen Winkel a1 von 15o bis 45o , insbesondere 30o , ein. Mit der Materialbahn 1 beziehungsweise mit der dazu parallel liegenden Muldendecke 24 schließt jede Leitfläche 25,26 einen Winkel a3 von 45o bis 80o , insbesondere 60o, ein.
- Aufgrund des besonderen Aufbaus des Blaskastens trifft die aus den Ausblasöffnungen 16-22 austretende Blasluft auf die Leitflächen 25,26, die sie in Richtung der Materialbahn 1 ablenken, wobei die Breite des Blasstrahls vergrößert wird. Die Ablenkung wird durch die Luftpolster verstärkt, so daß die Blasluft dann im wesentlichen senkrecht auf die Materialbahn 1 auftrifft und sich an dieser nach Art einer Quellströmung 30 nach allen Seiten ausbreitet, wie es in Figur 2 für die Ausblasöffnung 21 ausgeblasene Blasluft dargestellt ist. Wegen der länglichen Ausführung der Ausblasöffnungen 16-22 bilden sich zwei Hauptstrahlrichtungen senkrecht zur Längsachse des Blaskastens aus. Es entstehen einer jeden Ausblasöffnung 16-22 zugeordnete Luftpolster mit scharf konturierten Rändern 31 und dazwischen liegenden Abströmkanälen 32.
- Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Materialbahn 1 an starken Luftpolstern bei definierter Abströmung der Luft aus den Luftpolstern abgestützt ist und die Quellströmung 30 einen hohen Wärmeübergang an der Materialbahn 1 bewirkt. Die stabile Lage der Materialbahn 1 ist nicht länger von der wellenförmigen Führung abhängig, so daß dünnere Materialbahnen bei hoher Zugspannung sicher geführt werden können und eine höhere Trocknungsleistung erreicht wird, was sich positiv für die mögliche maximale Materialbahngeschwindigkeit auswirkt.
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